西門子6SN1118-0DJ21-0AA2

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SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設備有限公司

：鄭鑫 ：

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工作 （同步）

1.電子齒輪比

1.1 電子齒輪比的作用
電子齒輪比就是對伺服接收到的上位機脈沖頻率進行放大或者縮小。其中一個參數為分子，為電機編碼器的分辨率；一個為分母，為電機旋轉一圈所需要的脈沖數。如果分子大于分母就是放大，如果分子小于分母就是縮小。
在 實際應用中，連接不同的機械結構，移動zui小單位量所需的電機轉動量是不同的，例如：同樣一個伺服電機，如果連接了一個螺距為10mm的絲杠，那么電機轉一 圈機械移動10mm，每移動0.001mm就需要電機轉1/10000圈；而如果連接螺距為5mm的絲杠，每移動0.001mm需要電機轉1/5000 圈。而電機編碼器的分辨率是相同的，因此可以通過設置電子齒輪比來使電機脈沖數和機械zui小移動量相匹配，這就是電子齒輪比的作用。 1.2 相關概念介紹
（1）編碼器分辨率：伺服電機軸旋轉編碼器反饋脈沖數。
 V90的伺服電機有增量編碼器和值編碼器，其分辨率如下圖：

圖01. V90伺服電機編碼器的分辨率
（2）每轉脈沖數：絲杠轉動一圈所需脈沖數。
（3）zui小長度單位(LU)：上位機發出一個脈沖時，絲杠移動的直線距離或旋轉軸轉動的度數，也是控制系統所能控制的zui小距離。這個值越小，經各種補償后越容易得到更高的加工精度和表面質量。當進給速度滿足要求的情況下，可以設定較小的長度單位。也稱作“脈沖當量”。
（4）螺距：螺紋上相鄰兩牙對應點之間的軸向距離。

2.1 V90電子齒輪比的設置
V90電子齒輪比的設置方法如圖2所示：

 圖02.  V90的電子齒輪比設置

從圖中可以看出V90的電子齒輪比的設置有兩種方法，這兩種方法的本質都是算出編碼器分辨率與期望每轉脈沖數的比值。
（1）電子齒輪比=編碼器分辨率 / P29011。P29011即為期望每轉脈沖數；
（2）當P29011設定為0時，電子齒輪比=P29012 / P29013。
這幾個參數的說明如圖3所示： 
圖03. 相關參數說明

四個電子齒輪比分子可通過數字量輸入信號的組合EGEAR1和EGEAR2來選擇，如圖4所示：

圖4. 電子齒輪比分子的選擇

還有兩點需要注意的是：
（1）電子齒輪比的取值范圍是0.02到200；
（2）僅可在伺服關閉狀態下設置電子齒輪比。

2.2電子齒輪比的計算及舉例
比如有一套機械系統，如圖5所示： 
圖05. 機械系統

其中：a/b為電子齒輪比；
            LU為zui小長度單位；
            r為編碼器分辨率；
            i= n/m為機械減速比（n電機側轉速，m負載側轉速）；
            c為絲杠螺距。
那么期望每轉脈沖數d的計算：

電子齒輪比計算：

計算電子齒輪比的實例：

圖06. 電子齒輪比計算實例

再比如：
PLC的zui大脈沖頻率為200KHz，電機的額定轉速為3000rpm，伺服電機編碼器分辨率是524288；絲杠螺距是10mm（沒有減速箱）。
問：如果電子齒輪比是1，伺服電機的zui大轉速？
答：PLC  控制伺服電機能達到的zui大轉速=200×1000×60/524288=22.89rpm
問：PLC發出zui大脈沖頻率，如何通過設置V90的電子齒輪比才能讓電機以額定轉速運行？
答：電機額定轉速3000rpm=50r/s，50r/s時的脈沖頻率：50×524288=26214400，
因此電子齒輪比=26214400/（200×1000）=524288/4000（設置P29011=4000）。 附：

圖07. 西門子PLC的zui大脈沖頻率

6se70 伺服控制器（MC）集成了定位功能，要實現定位控制可以有三種方法：直接設定位置控制器，基本定位功能（自由功能塊），F01定位功能。

1 基本定位功能概述
基本定位功能是MC伺服控制器在自由功能塊中固化的功能，可以免費使用，實現運動控制系統中的一些簡單定位功能，如：homing ,position ,setup 功能。可以選擇旋轉軸和線性軸，設定定位限位開關等功能，能滿足大部分定位應用的要求。
功能圖在說明書的789a,789b,789c 部分，如圖1所示。

圖1

圖2

圖3

2 啟用基本定位功能
首先設置MC 裝置的參數，使裝置能在速度閉環模式驅動運行（參見調試手冊P060=3或P060=5的調試步驟 ），然后設定參數激活基本定位功能，流程如下：

圖4

3 基本定位功能的參數設定
U856 ---速度的標稱值，即*轉速對應的 LU, 通常設定為額定轉速，單位1000LU/min
例如 電機額定轉速3000rpm , 編碼器脈沖4096/rev，則U856=4096*3000/1000=12288
U857---加速度標稱值
U858---旋轉軸線性軸選擇

圖5

裝置合閘使能后，進入o011 狀態，等待速度，此時對控制字進行設定可以實現工作模式。首先ENABLE POS/REF，基本定位功能使能激活（B0220連接量使能），然后可以進行各種工作模式的操作。

3.1 Homing mode (回零模式)
Homing mode (回零點) 包含兩種方式Homing on the fly模式和Homing movement模式。

3.1.1 Homing on the fly模式

• Homing 模式使能REF_ON =1 ；
• 模式選擇REF_TYPE=0 ；
• 通過數字量輸入4或5來觸發動作，也可與SETUP或 POSITION模式一同使用。

3.1.2 Homing movement 模式

• 模式選擇REF_TYPE=1 ；
• 選擇開關動作有效時的運行方向，REF_D=0 正向運行過程中，開關動作有效
REF_D=1 反向向運行過程中，開關動作有效
• 設定啟動時的運行方向，正向D_FWD=1或反向B_FWD=1
• 為正向限位D_FWD_STOP 和反向限位B_FWD_STOP分配兩個數字量開關，高電平表示到達限位
• Homing 模式使能REF_ON 上升沿激活動作，開始運行 ；

工作時序如下（圖6）：

圖6

3.2 Set up mode (速度模式)

• 使能SETUP_ON=1
• 設定運行方向D_FWD或B_FWD上升沿觸發運行動作
• 運行速度設定U868
• 也可以在設定好方向后SETUP_ON上升沿觸發動作

工作時序如下（圖7）

圖7

3.3 Position mode （定位模式）
Position 模式包含兩種定位方式，定位方式和相對定位方式。

3.3.1 Absolute position (定位方式)

• 使能POS_ON=1
• 使能POS_TYP=0
• D_FWD=1正向運行到設定位置
B_FWD=1 反向運行到設定位置
D_FWD=0，B_FWD=0zui短路徑運行到設定位置
• 位置設定U867,速度U868

3.3.2 Relative position (相對定位方式)

• 使能POS_ON=1
• 使能POS_TYP=1
• 數據裝入方式SPV_RIE_TYP=0
• 位置設定U867,速度U868
• 運行方向由設定位置的符號決定
• 每次SPV_RIE上升沿觸發一次新的相對定位運行

4使用DriveMonitor 軟件調試基本定位功能
DriveMonitor 軟件為簡單定位功能提供了可視化的調試界面，可以方便實用。
首先將PC機連接到MC裝置上，選擇在線模式，連接成功后，在Drive Navigator 中出現 Basic position operating screen ，鼠標點擊圖標進入 （圖8）。
注意：在使用前需要完成基本定位功能的啟動參數設定。

圖8

點擊Basic position 選項后，會顯示如下界面（圖9），想要進行面板的控制，需要點擊Request master control 按鈕：

西門子6SN1118-0DJ21-0AA2
圖9

選擇Request master control ,激活面板控制后，會出現對話框（圖10），直接選擇ok按鈕

圖10

請求控制成功后，Request master control 按鈕變為黃色，同時自動將速度環也設定為主控狀態，可以對基本裝置的控制字進行操作（圖11）：

圖11

請求控制后，可以在basic position 控制窗口設定參數進行調試。首先需要單擊
p210按鈕，綠色為激活使能。（圖12）

圖12

可以通過勾選“Expert mode”進入專家模式，擴展set up 和 homing 功能到窗口中，然后根據控制字進行操作。（圖13）

圖13

Homing 模式需要使用數字輸入3或4快速開關，可以通過參數P647或p648 定義。

圖14

5. 使用DriveMonitor 軟件生成基本定位功能參數腳本
通過drivemonitor可視化界面，設定基本定位功能參數。進入界面后，選擇Next按鈕進入設定界面（圖15）。

圖15

進入Drive Configuration 界面可以配置軸的類型，以及編碼器旋轉一圈對應的長度(圖16)：

圖16

在reference Point Approach 界面設定額定速度以及加速度，同時可以點擊Homing mode 按鈕進入Homing選擇：

圖17

可以在Homing mode 界面設定homing信號，以及運行方向：

圖17

Position Monitor 窗口可以進行定位精度監控范圍設定：

圖19

定義軟限位開關，針對線性軸時，可以設定zui大及zui小行程：

圖20

定義齒輪等機械間隙補償。
設定完成后可以選擇Generating scriptfile 按鈕，系統會自動根據前面設定的參數，生成腳本文件，然后將參數腳本文件下載到裝置中即可生效。

圖21

系統中也設有標準的應用腳本，但是只提供了Basic application for the control 的應用，其余兩個應用腳本是空的，無法使用。具體參數設置可以打開腳本查看，或選擇help 按鈕查看。

圖22

關于每個設置參數對應的參數，可以通過Help 按鈕來查看相應的幫助文檔，點擊每個窗口上對應的Help按鈕即可彈出幫助文檔。

1 G120控制單元CU240
2 CU240E 6SL3244-0BA10-0BA0
3 CU240S 6SL3244-0BA20-1BA0
4 CU240S DP 6SL3244-0BA20-1PA0
5 CU240S PN 6SL3244-0BA20-1FA0
6 CU240S DP-F 6SL3244-0BA21-1PA0
7 CU240S PN-F 6SL3244-0BA21-1FA0
8 PM240(不帶內置濾波器）380-480V 3AC 重載
9 1.3A/0.37KW 6SL3224-0BE13-7UA0
10 1.7A/0.55KW 6SL3224-0BE15-5UA0
11 2.2A/0.75KW 6SL3224-0BE17-5UA0
12 3.1A/1.1KW 6SL3224-0BE21-1UA0
13 4.1A/1.5KW 6SL3224-0BE21-5UA0
14 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2UA0
15 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0UA0
16 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0UA0
17 18A/5.5KW 6SL3224-0BE25-5UA0
18 25A/7.5KW 6SL3224-0BE27-5UA0
19 32A/11KW 6SL3224-0BE31-1UA0
20 38A/15KW 6SL3224-0BE31-5UA0
21 45A/18.5KW 6SL3224-0BE31-8UA0
22 60A/22KW 6SL3224-0BE32-2UA0
23 75A/30KW 6SL3224-0BE33-0UA0
24 90A/37KW 6SL3224-0BE33-7UA0
25 110A/45KW 6SL3224-0BE34-5UA0
26 145A/55KW 6SL3224-0BE35-5UA0
27 178A/75KW 6SL3224-0BE37-5UA0
28 205A/90KW 6SL3224-0BE38-8UA0
29 250A/110KW 6SL3224-0BE41-1UA0
30 302A/132KW 6SL3224-0XE41-3UA0
31 370A/160KW 6SL3224-0XE41-6UA0
32 477A/200KW 6SL3224-0XE42-0UA0
33 PM240(不帶內置濾波器）380-480V 3AC 輕載
34 1.3A/0.37KW 6SL3224-0BE13-7UA0
35 1.7A/0.55KW 6SL3224-0BE15-5UA0
36 2.2A/0.75KW 6SL3224-0BE17-5UA0
37 3.1A/1.1KW 6SL3224-0BE21-1UA0
38 4.1A/1.5KW 6SL3224-0BE21-5UA0
39 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2UA0
40 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0UA0
41 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0UA0
42 18A/7.5KW 6SL3224-0BE25-5UA0
43 25A/11KW 6SL3224-0BE27-5UA0
44 32A/15KW 6SL3224-0BE31-1UA0
45 38A/18.5KW 6SL3224-0BE31-5UA0
46 45A/22KW 6SL3224-0BE31-8UA0
47 60A/30KW 6SL3224-0BE32-2UA0
48 75A/37KW 6SL3224-0BE33-0UA0
49 90A/45KW 6SL3224-0BE33-7UA0
50 110A/55KW 6SL3224-0BE34-5UA0
51 145A/75KW 6SL3224-0BE35-5UA0
52 178A/90KW 6SL3224-0BE37-5UA0
53 205A/110KW 6SL3224-0BE38-8UA0
54 250A/132KW 6SL3224-0BE41-1UA0
55 302A/160KW 6SL3224-0XE41-3UA0
56 370A/200KW 6SL3224-0XE41-6UA0
57 477A/250KW 6SL3224-0XE42-0UA0
58 PM240(帶內置濾波器）380-480V 3AC重載
59 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2AA0
60 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0AA0
61 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0AA0
62 18A/5.5KW 6SL3224-0BE25-5AA0
63 25A/7.5KW 6SL3224-0BE27-5AA0
64 32A/11KW 6SL3224-0BE31-1AA0
65 38A/15KW 6SL3224-0BE31-5AA0
66 45A/18.5KW 6SL3224-0BE31-8AA0
67 60A/22KW 6SL3224-0BE32-2AA0
68 75A/30KW 6SL3224-0BE33-0AA0
69 90A/37KW 6SL3224-0BE33-7AA0
70 110A/45KW 6SL3224-0BE34-5AA0
71 145A/55KW 6SL3224-0BE35-5AA0
72 178A/75KW 6SL3224-0BE37-5AA0
73 PM240(帶內置濾波器）380-480V 3AC輕載
74 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2AA0
75 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0AA0
76 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0AA0
77 18A/7.5KW 6SL3224-0BE25-5AA0
78 25A/11KW 6SL3224-0BE27-5AA0
79 32A/15KW 6SL3224-0BE31-1AA0
80 38A/18.5KW 6SL3224-0BE31-5AA0
81 45A/22KW 6SL3224-0BE31-8AA0
82 60A/30KW 6SL3224-0BE32-2AA0
83 75A/37KW 6SL3224-0BE33-0AA0
84 90A/45KW 6SL3224-0BE33-7AA0
85 110A/55KW 6SL3224-0BE34-5AA0
86 145A/75KW 6SL3224-0BE35-5AA0
87 178A/90KW 6SL3224-0BE37-5AA0
88 PM250(帶內置濾波器）380-480V 3AC重載
89 18A/5.5KW 6SL3225-0BE25-5AA0
90 18A/5.5KW 6SL3225-0BE25-5AA1 
91 25A/7.5KW 6SL3225-0BE27-5AA0
92 25A/7.5KW 6SL3225-0BE27-5AA1 
93 32A/11KW 6SL3225-0BE31-1AA0
94 32A/11KW 6SL3225-0BE31-1AA1 
95 38A/15KW 6SL3225-0BE31-5AA0
96 45A/18.5KW 6SL3225-0BE31-8AA0
97 60A/22KW 6SL3225-0BE32-2AA0
98 75A/30KW 6SL3225-0BE33-0AA0
99 90A/37KW 6SL3225-0BE33-7AA0
100 110A/45KW 6SL3225-0BE34-5AA0
101 145A/55KW 6SL3225-0BE35-5AA0
102 178A/75KW 6SL3225-0BE37-5AA0
103 PM250(帶內置濾波器）380-480V 3AC輕載
104 18A/7.5KW 6SL3225-0BE25-5AA0
105 18A/7.5KW 6SL3225-0BE25-5AA1 
106 25A/11KW 6SL3225-0BE27-5AA0
107 25A/11KW 6SL3225-0BE27-5AA1 
108 32A/15KW 6SL3225-0BE31-1AA0
109 32A/15KW 6SL3225-0BE31-1AA1 
110 38A/18.5KW 6SL3225-0BE31-5AA0
111 45A/22KW 6SL3225-0BE31-8AA0
112 60A/30KW 6SL3225-0BE32-2AA0
113 75A/37KW 6SL3225-0BE33-0AA0
114 90A/45KW 6SL3225-0BE33-7AA0
115 110A/55KW 6SL3225-0BE34-5AA0
116 145A/75KW 6SL3225-0BE35-5AA0
117 178A/90KW 6SL3225-0BE37-5AA0
118 進線電抗器（僅用于PM240）
119 0.37KW 6SE6400-3CC00-2AD3
120 0.55KW 6SE6400-3CC00-2AD3
121 0.75KW 6SE6400-3CC00-4AD3
122 1.1KW 6SE6400-3CC00-4AD3
123 1.5KW 6SE6400-3CC00-6AD3
124 2.2KW 6SL3203-0CD21-0AA0
125 3KW 6SL3203-0CD21-0AA0
126 4KW 6SL3203-0CD21-4AA0
127 7.5KW 6SL3203-0CD22-2AA0
128 11KW 6SL3203-0CD22-2AA0
129 15KW 6SL3203-0CD23-5AA0
130 18.5KW 6SL3203-0CJ24-5AA0
131 22KW 6SL3203-0CJ24-5AA0
132 30KW 6SL3203-0CD25-3AA0
133 37KW 6SL3203-0CJ28-6AA0
134 45KW 6SL3203-0CJ28-6AA0
135 55KW 6SE6400-3CC11-2FD0
136 75KW 6SE6400-3CC11-2FD0
137 90KW 6SE6400-3CC11-7FD0
138 110KW 6SL3000-0CE32-3AA0
139 132KW 6SL3000-0CE32-8AA0
140 160KW 6SL3000-0CE33-3AA0
141 200KW 6SL3000-0CE35-1AA0
142 250KW 6SL3000-0CE35-1AA0
143 輸出電抗器
144 0.37KW 6SE6400-3TC00-4AD2
145 0.55KW 6SE6400-3TC00-4AD2
146 0.75KW 6SE6400-3TC00-4AD2
147 1.1KW 6SE6400-3TC00-4AD2
148 1.5KW 6SE6400-3TC00-4AD2
149 2.2KW 6SL3202-0AE21-0CA0
150 3KW 6SL3202-0AE21-0CA0
151 4KW 6SL3202-0AE21-0CA0
152 7.5KW 6SL3202-0AJ23-2CA0
153 11KW 6SL3202-0AJ23-2CA0
154 15KW 6SL3202-0AJ23-2CA0
155 18.5KW 6SE6400-3TC05-4DD0
156 22KW 6SE6400-3TC03-8DD0
157 30KW 6SE6400-3TC05-4DD0
158 37KW 6SE6400-3TC08-0ED0
159 45KW 6SE6400-3TC07-5ED0
160 55KW 6SE6400-3TC14-5FD0
161 75KW 6SE6400-3TC15-4FD0
162 90KW 6SE6400-3TC14-5FD0
163 110KW 6SL3000-2BE32-1AA0
164 132KW 6SL3000-2BE32-6AA0
165 160KW 6SL3000-2BE33-2AA0
166 200KW 6SL3000-2BE33-8AA0
167 250KW 6SL3000-2BE35-0AA0
168 制動電阻
169 0.37KW 6SE6400-4BD11-0AA0
170 0.55KW 6SE6400-4BD11-0AA0
171 0.75KW 6SE6400-4BD11-0AA0
172 1.1KW 6SE6400-4BD11-0AA0
173 1.5KW 6SE6400-4BD11-0AA0
174 2.2KW 6SL3201-0BE12-0AA0
175 3KW 6SL3201-0BE12-0AA0
176 4KW 6SL3201-0BE12-0AA0
177 7.5KW 6SE6400-4BD16-5CA0
178 11KW 6SE6400-4BD16-5CA0
179 15KW 6SE6400-4BD16-5CA0
180 18.5KW 6SE6400-4BD21-2DA0
181 22KW 6SE6400-4BD21-2DA0
182 30KW 6SE6400-4BD21-2DA0
183 55KW 6SE6400-4BD24-0FA0
184 75KW 6SE6400-4BD24-0FA0
185 90KW 6SE6400-4BD24-0FA0
186 110KW 6SE6400-4BD26-0FA0
187 132KW 6SE6400-4BD26-0FA0
188 160KW 6SL3000-1BE31-3AA0
189 200KW 6SL3000-1BE32-5AA0
190 250KW 6SL3000-1BE32-5AA0